某拖拉机变速箱的拨叉设计说明书

目录1零件的分析及生产类型的确定511拨叉的用途512拨叉的技术要求513审查拨叉的工艺性514确定拨叉生产类型62确定毛坯、绘制毛坯简图722确定毛坯种类722确定铸件加工余量及形状73拟定拨叉工艺路线831定位基准的选择832表面加工方法的确定833加工阶段的划分834工序的集中与分散935工序顺序的安排936确定工艺路线104机床设备及工艺装备的选用1141机床的选用1142工艺装备的选用115加工余量、工序尺寸和公差的确定1251孔表面工序尺寸1252平面工序尺寸116切削用量、时间定额的计算1361切削用量的计算1362时间定额的计算157夹具设计1871问题的提出1872夹具设计18摘要我们国家正在不断地改变拨叉的传统加工方法，加快提高拨叉的加工水平，不断缩小同先进汽车生产国家的差距，生产厂与世界先进拨叉生产水平的差距越来越小，不断加强了整体的生产水平。课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。关键词拔叉；工艺规格设计；定位夹紧；夹具设计ABSTRACTOURCOUNTRYISCONSTANTLYCHANGINGBOCHATHETRADITIONALPROCESSINGMETHODSTOSPEEDUPTHEPROCESSINGBOCHARAISETHELEVEL,WITHTHEADVANCEDVEHICLECONTINUEDTONARROWTHEGAPBETWEENTHEPRODUCINGCOUNTRIES,PRODUCTIONPLANTWITHTHEWORLDSADVANCEDLEVELOFPRODUCTIONBOCHATHEGROWINGGAPBETWEENTHESMALL,ANDCONSTANTLYSTRENGTHENTHEOVERALLTHELEVELOFPRODUCTIONDESIGNSOTHATWEENDTHEUNIVERSITYOFTHEFULLBASICCOURSE,TECHNOLOGYANDTHEMOSTBASICCOURSEAFTERTHESPECIALIZED,WHICHISOURGRADUATIONPROJECTBEFORECONDUCTINGTHEVARIOUSCOURSESOFSTUDYBYANINDEPTHCOMPREHENSIVEREVIEWOFTHETOTAL,ISALSOATHEORYWITHPRACTICALTRAINING,THEREFORE,INOURFOURYEARSOFUNIVERSITYLIFEOCCUPYANIMPORTANTPOSITIONTHEMACHINEMANUFACTURETECHNOLOGYCURRICULUMDESIGNWASCARRIEDONAFTERWESTUDIEDUNIVERSITYSCOMPLETEBASICCOURSE,THETECHNICALBASICCOURSEASWELLASTHEMAJORITYOFPROFESSIONALCOURSESTHISISATHOROUGHCOMPREHENSIVETOTALREVIEWBEFOREWECARRYONTHEGRADUATIONPROJECTTOSTUDIESVARIOUSCURRICULA,ALSOISANAPPLYTHEORYTOREALITYTRAINING,THEREFORE,ITHOLDSTHEIMPORTANTSTATUSINWEFOURYEARSUNIVERSITYLIFEFORMEPERSONALLY,IHOPETHATTHROUGHTHECURRICULUMDESIGNOFTHEIRFUTUREWILLBEENGAGEDINTHEWORKOFANADAPTATIONTRAINING,TRAININGFROMTHEIROWNANALYSIS,PROBLEMSOLVINGABILITIES,FORTHEFUTURETOPARTICIPATEINTHE“FOURTRANSFORMATIONS“OFTHEBUILDINGLAYAGOODTHEFOUNDATIONKEYWORDSFORKLEVERCRAFTSPECIFICATIONDESIGNTHELOCALIZATIONCLAMPSJIGDESIGN1零件的分析及生产类型的确定11拨叉的用途该拨叉应用在某拖拉机变速箱的换档机构中。拨叉头以25MM孔套在变速叉轴上，并用销钉经8MM孔与变速叉轴联结，拨叉脚则在双联变速齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改变换档，从而改变拖拉机的行驶速度。该拨叉在改换档位时要承受弯曲力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度，刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面，叉轴孔和锁销孔，在设计工艺规程时应重点予以保证。12拨叉的技术要求加工表面尺寸及偏差公差精度等级表面粗糙度形位公差拨叉头左端面40IT1132拨叉头右端面40IT1132拨叉爪内侧面R25IT1363拨叉脚两端面1201IT932005A孔2525250IT716孔88IT1063该拨叉形状特殊，结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档，变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需要承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为4858HRC。13审查拨叉的工艺性分析零件图可知，拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度；25MM孔和8MM孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚两端面，变速叉轴孔25MM和锁销孔8MM）外，其余表面加工精度均低，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量的加工出来，由此可见，该零件的工艺性好。14确定拨叉生产类型依设计题目可知Q30台/年，M1件/台；结合实际生产，备品率A和废品率B分别取3,06,代入公式（11）得N30台/年1件/台（13）（106）51由表14知，该拨叉生产类型为单件生产。2确定毛坯、绘制毛坯简图21确定毛坯种类零件材料为HT200考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单，生产类型为单件生产,故选择手工砂型铸件毛坯查表21,选用铸件尺寸公差等级为CT13铸造圆角R5。22确定铸件加工余量及形状查表225,选用加工余量为MAG级,并查表24确定各个加工面的铸件机械加工余量,铸件的分型面的选用及加工余量如下表22所列表21项目（MM）机械加工余量MM铸件尺寸公差毛坯余量MM备注14表24宽度R25868表2314表24厚度40763表2314表24厚度12表2314表24拨叉脚973表2314表24孔25658表2314表24拨叉脚内侧面50868表233拟定拨叉工艺路线31定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。311精基准的选择根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头左端面和叉轴孔直径25作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作精基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则，叉轴孔直径25MM的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔直径8MM，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用拨叉头左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准；另外由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选用叉杆头左端面作精基准，夹紧可作用在拨叉头的右端面上，夹紧稳定可靠。312粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边，毛刺或其他表面欠缺。本例选择变速叉轴孔直径25MM的外圆和拨叉头右端面作粗基准。采用直径25MM外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，可以为序准备好精基准。32表面加工方法的确定根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表31表31加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案备注拨叉头左端面IT1132粗铣半精铣拨叉头右端面IT1132粗铣半精铣孔25IT716粗扩精扩铰孔拨叉脚内表面IT1363粗铣拨叉脚两端面IT932粗铣精铣磨削孔8IT1063钻铰33加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工，半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端和叉轴孔）准备好，使后续工序都可采用精基定位加工，保证其他加工表面的精度要求高；然后粗铣拨叉头右端面，拨叉脚内表面，拨叉脚两端的粗铣。在半加工阶段，完成拨叉脚两端面的精铣加工和销轴孔8MM的钻，绞工；在精加工阶段，进行拨叉脚两端的磨削加工。34工序的集中与分散本拨叉采用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为单件生产，可以采用组合机床配以专用工具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。35工序顺序的安排351机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，拨叉头左端面和叉轴孔25MM。（2）遵循“先粗后细”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，拨叉头左端面和叉轴孔直径25MM和拨叉脚两端面，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔25MM孔。352辅助工序粗加工拨叉脚两端面后，安排较直工序；在半加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检工序。综上所述，该拨叉工序的安排顺序为基准加工主要表面粗加工及一些余量的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工去毛刺主要表面精加工。36确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表32列出了拨叉的工艺路线。表32序号工工序名称机床设备量具刀具1粗铣拨叉头两端面立式铣床X51游标卡尺高速钢立铣刀2半精铣拨叉头两端面立式铣床X51游标卡尺高速钢立铣刀3粗扩精扩绞25孔四面组合钻床卡尺塞规麻花钻扩孔钻绞刀4粗铣叉爪口内侧面立式铣床X51游标卡尺铣刀5粗铣拨叉脚两端面立式双面铣床游标卡尺三面刃铣刀6精铣拨叉脚两端面立式双面铣床游标卡尺三面刃铣刀7钻扩8孔四面组合钻床卡尺塞规钻头复合绞刀8去毛刺钳工台手锤9清洗清洗机10终检卡尺塞规百分表等4机床设备及工艺装备的选用41机床的选用在单件生产的条件下，可选用高效的专用设备和组合机床，也可以选用设备。所选用的机床设备见上表所列。42工艺装备的选用本拨叉生产类型为单件生产，所选用的夹具多为专用夹具，选用的刀具和量具详见上表。5加工余量、工序尺寸和公差的确定51孔表面工序尺寸前面根据资料以初步确定工件各面的总加工余量现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如表51表51加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度最小工序余量最大工序余量铸件58IT1320751粗扩38IT1323306308413精扩18IT122482503214720525绞孔02IT72516钻孔78IT1278150125765788绞孔02IT9836032005023652平面工序尺寸各个尺寸见表53表53工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差最小工序余量最大工序余量1粗铣拨叉头两端面43463IT1200352半精铣拨叉头两端面242IT70002539543254粗铣拨叉爪口内侧面58183IT1200210559585粗铣拨叉脚两端面38178IT120018362386精铣拨叉脚两端面2014IT70002117992186切削用量、时间定额的计算61切削用量的计算611工序1粗铣拨叉头两端面该工序分两个工步，工步1是以右端面定位，粗铣左端面；工步2是以左端面定位，粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度V和进给量F是一样的。由于毛坯左右端面余量，加工过程都相同，所以背吃刀量也相同。1背吃刀量工步1的背吃刀量AP1工步2的背吃刀量AP2相等且等于端面的毛坯总余量减小半精加工余量即AP1AP2,Z粗铣3151215MM。2进给量的确定由表511铣刀直径32MM，齿数为6该工序的每齿进给量FZ取018MM/Z。3铣削速度的计算由表513按铣刀D/Z32/6的条件选取，铣削速度V可取39R/MIN由公式（51）N1000V/D可求得带工序铣刀转速N100039R/MIN/32MM38814R/MIN参照表415所列X51型立式铣床的主转速，可取转速N380RMIN再将此转速代入公式（51）可求出该工序的实际铣削速度VND/100382M/MIN。612工序2半精铣拨叉头两端面该工序分两个工步，工步1是以右端面定位，半精铣左端面；工步2是以左端面定位，半精铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度V和进给量F是一样的。由于毛坯左右端面余量，加工过程都相同，所以背吃刀量也相同。（1）背吃刀量的确定取APZ半精1MM。（2）进给量的确定由表511按铣刀直径32MM，齿数为6，选取，该工序的每齿进给量FZ取为012MM/Z。（3）铣削速度的计算由表513，按铣刀D/Z32/6的条件选取，铣削速度为42R/MIN,由公式（51）N1000V/D可求得该工序铣刀车速N42000/3241799R/MIN参照表415所取X51型立式铣床的主轴N490R/MIN,所以该工序的实际铣削速度V49032/1000492M/MIN。613工序3粗扩精扩绞直径25孔（1）粗扩工步1）背被吃刀量的确定取AP38MM。2进给量的确定由表523，选取该工步的每转进给量F1MM/。3切削速度的计算由表524，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度V取为20M/MIN，由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N为2568R/MIN参照表46所列Z3025轴的主轴转速，取转速N为250R/MIN,实际扩削速度VND/1000195M/MIN。（2）精扩工步1）被吃刀量的确定取AP18MM。2进给量的确定由表523，选取该工件的每转进给量F08MM/R。3）切削速度的计算由表524，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度V取为20M/MIN，则该工序钻头转速N1000V/D2568R/MIN,参照表46所列Z3025轴的主轴转速，取转速N为250R/MIN,实际扩削速度VND/1000195M/MIN。（3）绞孔工步1）背吃刀量的确定取AP18MM。2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F1MM/。3）切削速度的计算由表531，切削速度V取为6M/MIN，则该工序绞力转速N1000V/D764R/MIN,参照表，取转速N为80R/MIN,实际绞刀速度VND/1000628M/MIN。614工序4粗铣拨叉爪内侧面1背吃刀量的确定取AP68MM。2进给量的确定由表511，按铣刀直径32MM，齿数为6选取，该工序的每齿进给量FZ01MM/R。3铣削速度的计算由表513，按铣刀D/Z32/6的条件选取，铣削速度V可取42R/MIN，由公式（51）N1000V/D可求得该工序铣刀车速N42000/3241799R/MIN参照表415所取X51型立式铣床的主轴N490R/MIN,所以该工序的实际铣削速度V49032/1000492M/MIN。615工序5粗铣拨叉脚两端面该工序分两个工步，工步1是以右端面定位，粗铣左端面；工步2是以左端面定位，粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度V和进给量F是一样的。由于毛坯左右端面余量，加工过程都相同，所以背吃刀量也相同。1）背吃刀量的确定取AP19MM。2进给量的确定由表511，按铣刀直径32MM，齿数为6选取，该工序的每齿进给量FZ018MM/R。3铣削速度的计算由表513按铣刀D/Z32/6的条件选取，铣削速度V可取39R/MIN由公式（51）N1000V/D可求得带工序铣刀转速N100039R/MIN/32MM38814R/MIN参照表415所列X51型立式铣床的主转速，可取转速N380RMIN再将此转速代入公式（51）可求出该工序的实际铣削速度VND/100382M/MIN。616工序6精铣拨叉脚两端面该工序分两个工步，工步1是以右端面定位，粗铣左端面；工步2是以左端面定位，粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度V和进给量F是一样的。由于毛坯左右端面余量，加工过程都相同，所以背吃刀量也相同。1）背吃刀量的确定取AP2MM。2）进给量的确定由表511按铣刀直径32MM，齿数为6，选取，该工序的每齿进给量FZ取为012MM/Z。3）铣削速度的计算由表513，按铣刀D/Z32/6的条件选取，铣削速度为42R/MIN,由公式（51）N1000V/D可求得该工序铣刀车速N42000/3241799R/MIN参照表415所取X51型立式铣床的主轴490R/MIN,所以该工序的实际铣削速度V49032/1000492M/MIN。617工序7钻、绞直径8MM孔（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定取AP78MM2进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量FZ012MM/R3）切削速度的计算由表522，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度V可取15M/MIN，由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N5971R/MIN参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N680R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000171M/MIN。2绞孔工步1）背吃刀量的确定取AP02MM。2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量FZ04MM/R。3）切削速度的计算由表531，切削速度V可取4M/MIN，由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N1592R/MIN参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N195R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际切削速度VND/1000486M/MIN。62时间定额的计算621基本时间TJ的计算（1）工序1粗铣拨叉头两端面根据表543中圆柱铣刀平面的基本时间计算公式TJLL/FMZ可求出该12公式的基本时间。由于该公式包括两个工步，即左右端面粗铣工步，式中L40MML（13）1001MM。1AEDL25取4,FMZFZZN4104MM,将上述结果代入公式TJLLL/FMZ，则212该工序的基本时间TJ21001404/4104026MIN158S。2工序2精铣拨叉头两端面同理，该工序根据表543中圆柱铣刀平面的基本时间计算公式可求出该工序的基本时间，式中L40MML1（13）76MM,L213取AED2MM,FMZFZZN01264903528MM/MIN,将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ2LL1L2/FMZ029MIN174S。（3）工序3粗扩精扩绞直径25孔1）粗扩工步根据表541，粗扩工步的基本时间可由公式TJL/FNLLL/FN，式中12L40MM，LDDCOTKR,/21272,L24取3。将上述结果代入公式，该12工序的基本时间TJ02MIN12S。2精扩工步同理，精扩工步的基本时间也可由公式TJL/FNLLL/FN，式中12L40MM，LDDCOTKR,/21245,L24取3。将上述结果代入公式，该12工序的基本时间TJ02375MIN143S。3绞孔工步同理，绞孔工步的基本时间也可由公式TJL/FNLLL/FN，式中12L40MM，LDDCOTKR,/21223,L24取3。将上述结果代入公式，该12工序的基本时间TJ057MIN342S。所以工序3的基本时间为12143342705S。4）工序4粗铣拨叉爪内侧面根据表543中圆柱铣刀平面的基本时间计算公式TJLL/FMZ可求出该12公式的基本时间。式中LD/3523MML（13）AED1312151,L25取4,FMZFZZN3528MM/MIN,将上述结果代入公式TJ2LLL/FMZ，则该工序的基本时间TJ5231514/35280202MIN122S。125）工序5粗铣拨叉脚两端面根据表543中圆柱铣刀平面的基本时间计算公式TJLL/FMZ可求出该12公式的基本时间。由于该公式包括两个工步，即左右端面粗铣工步，式中L352510MML（13）96MM。1AEDL25取4,FMZFZZN4104MM,将上述结果代入公式TJLLL/FMZ，则212该工序的基本时间TJ10964/4104012MIN72S。6）工序6精铣拨叉脚两端面根据表543中圆柱铣刀平面的基本时间计算公式TJLL/FMZ可求出该12公式的基本时间。由于该公式包括两个工步，即左右端面粗铣工步，式中L352510MML（13）76MM。1AEDL25取4,FMZFZZN3528MM,将上述结果代入公式TJLLL/FMZ，则212该工序的基本时间T10964/4104013MIN78S7工序7钻、绞8MM孔1）钻孔工步根据表541，钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN式中L125MML23MML1D/2COTKR1238MMF012MM/RN680R/MIN将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ125383/012680024MIN144S2绞孔工步根据表541可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得该工步的基本时间。L1,L2由表542按KR15度，APDD/28MM78MM/201MM的条件查得L1037MML215MML125MMF04MM/RN195R/MIN。将上述结果代入公式，则该工序基本时间TJ12503715/04195036MIN216S622辅助时间TF的计算查有关资料，辅助时间TF与基本时间TJ之间的关系为TF01502TJ,本拨叉取TF02TJ，则各工序的辅助时间分别为工序1的辅助时间TF02158316S工序2的辅助时间TF02174348S工序3的辅助时间TF02705121S工序4的辅助时间TF12202244S工序5的辅助时间TF7202144S工序7的辅助时间TF21602432S623其他时间的计算查有关资料，其他时间除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间，休息与生理需要时间和准备与终结时间。布置工作地时间TB是作业时间的27，本拨叉取6，休息与生理需要时间TX是作业时间的24，本拨叉均取4，则各工序的其他时间（TXTB）可按关系式（64）（TJTF）计算，它们分别为工序1的其他时间TBTX10（158316）19S工序2的其他时间TBTX1017434821S工序3的其他时间TBTX10（605121）73S工序4的其他时间TBTX1012224415S工序5的其他时间TBTX107214409S工序6的其他时间TBTX107815610S工序7的其他时间TBTX1021643226S624单件时间TDJ的计算各工序的单件时间分别为工序1的单件时间TJD158316192086S工序2的单件时间TJD174348212298S工序3的单件时间TJD60512173799S工序4的单件时间TJD122244151614S工序5的单件时间TJD724440995S工序6的单件时间TJ